PCR实验最常见的9个问题及解决方案

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PCR实验最常见的9个问题及解决方案

2024-01-05 04:03| 来源: 网络整理| 查看: 265

PCR仪使用注意事项-参数设定

PCR仪使用参数设定不正确会影响到PCR实验结果,这主要表现在温度、时间和循环次数上,如果温度参数设置过高,延伸时间不够都会对实验结果造成影响,下面谈谈使用PCR仪参数设定时的注意事项:一、温度和时间温度与时间的设置:基于PCR原理三步骤而设置变性-退火-延伸三个温度点。在标准反应中采用三温度点法,双链DNA在90~95℃变性,再迅速冷却至40 ~60℃,引物退火并结合到靶序列上,然后快速升温至70~75℃,在Taq DNA 聚合酶的作用下,使引物链沿模板延伸。对于较短靶基因(长度为100~300bp时)可采用二温度点法,除变性温度外、退火与延伸温度可合二为一,一般采用94℃变性,65℃左右退火与延伸(此温度Taq DNA酶仍有较高的催化活性)。①变性温度与时间变性温度低,解链不完整是导致PCR失败的最主要原因。一般情况下,93℃~94℃ 1min足以使模板DNA变性,若低于93℃则需延长时间,但温度不能过高,因为高温环境对酶的活性有影响。此步若不能使靶基因模板或PCR产物全变性,就会导致PCR失败。②退火(复性)温度与时间退火温度是影响PCR特异性的较重要因素。变性后温度快速冷却至40℃~60℃,可使引物和模板发生结合。由于模板DNA 比引物复杂得多,引物和模板之间的碰撞结合机会远远高于模板互补链之间的碰撞。退火温度与时间,取决于引物的长度、碱基组成及其浓度,还有靶基序列的长度。对于20个核苷酸,G+C含量约50%的引物,55℃为选择最适退火温度的起点较为理想。引物的复性温度可通过以下公式帮助选择合适的温度:Tm值(解链温度)=4(G+C)+2(A+T)复性温度=Tm值-(5~10℃)在Tm值允许范围内, 选择较高的复性温度可大大减少引物和模板间的非特异性结合,提高PCR反应的特异性。复性时间一般为30~60sec,足以使引物与模板之间相结合。③延伸温度与时间Taq DNA聚合酶的生物学活性:70~80℃ 150核苷酸/S/酶分子70℃ 60核苷酸/S/酶分子55℃ 24核苷酸/S/酶分子高于90℃时, DNA合成几乎不能进行。PCR反应的延伸温度一般选择在70~75℃之间,常用温度为72℃,过高的延伸温度不利于引物和模板的结合。PCR延伸反应的时间,可根据待扩增片段的长度而定,一般1Kb以内的DNA片段,延伸时间1min是足够的。3~4kb的靶序列需3~4min;扩增10Kb需延伸至15min。延伸进间过长会导致非特异性扩增带的出现。对低浓度模板的扩增,延伸时间要稍长些。二、循环次数循环次数决定PCR扩增程度。PCR循环次数主要取决于模板DNA的浓度。一般的循环次数选在30~40次之间,循环次数越多,非特异性产物的量也随之增多。

如何确定pcr退火温度?以及程序设计?

具体没有定数,“退火温度要低于理论Tm值”只能说是常规操作、约定俗成,就算直接Tm值整数值跑也没问题,关键在于掌握Tm和退火温度、引物特异性之间关系:退火温度要低于理论Tm值,以使引物能够与可能的模板互补配对;同时,PCR仪退火温度设置还要可能足够高,以避免引物与模板间的非特异性扩增。综上,最佳的方法是采用“梯度(降落)PCR”,首先以引物Tm整数值为退火温度跑5~10个循环,然后以低于引物理论Tm值的温度【最低不低于引物理论Tm10℃,可采用Tm-5的温度跑】跑20~30个循环,以获得最佳PCR效果【既特异性强,又效率高、产物多】至于上下游引物Tm值应选取两者中的最低温度作为两条引物的Tm,并进而进行后续程序设置。一般引物Tm要在60,pcr退火参数温度在55,但也不必刻意强求。

PCR实验最常见的9个问题及解决方案

1. 如何有效设计引物

(1)使用Oligo或Primer设计引物,在保守区内设计,长度一般在18-27bp,上下游引物Tm值最好是60-75℃,GC含量=40%-60%,引物自身及引物之间不应存在互补序列,避免发夹结构。

2. PCR电泳无扩增条带

(1)酶失活或在反应体系中未加入酶。TaqDNA聚合酶因保存或运输不当而失活,往往通过更换新酶或用另一来源的酶以获得满意的结果。

(2)模板含有杂质。特别是对甲醛固定及石蜡包埋的组织常含甲酸,造成DNA脱嘌呤而影响PCR的结果。

(3)变性温度是否准确:PCR仪指示温度与实际温度是否相符,过高酶在前几个循环就迅速失活;过低则模板变性不彻底。

(4)反应系统中污染了蛋白酶及核酸酶,应在未加Taq酶以前,将反应体系95℃加热5-10分钟。

(5)引物变质失效。人工合成的引物是否正确。是否纯化,或因储存条件不当而失活。

(6)引物错误。利用BLAST检查引物特异性或重新设计引物。

(7)DNA凝胶电泳时加入阳性对照,确保不是DNA凝胶和PCR程序的问题。

3. PCR产物量过少

(1)退火温度不合适。以2度为梯度设计梯度PCR反应优化退火温度。

(2)DNA模板量太少。增加DNA模板量。

(3)PCR循环数不足。增加反应循环数。

(4)引物量不足。增加体系中引物含量。

(5)延伸时间太短。以1kb/分钟的原则设置延伸时间。

(6)变性时间过长。变性时间过长会导致DNA聚合酶失活。

(7)DNA模板中存在抑制剂。确保DNA模板干净

4. 扩增产物在凝胶中涂布或成片状条带弥散

(1)酶量过高。减少酶量;酶的质量差,调换另一来源的酶。

(2)dNTP浓度过高。减少dNTP的浓度。

(3)MgCl2浓度过高。可适当降低其用量。

(4)模板量过多。质粒DNA的用量应



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